JP6099423B2 - Freezer refrigerator - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a refrigerator-freezer.
近年の冷凍冷蔵庫において、省エネルギー性の改善又は庫内容積の拡大のために、断熱性能の高い真空断熱材が使用されることが多くなってきた。ここで真空断熱材は、例えばガラスウール製芯材と水分吸着剤を、ガスの透過を阻止するガスバリアフィルムで覆った後に、ガスバリアフィルムの内部を減圧し、ガスバリアフィルムの端部を熱溶着して作製されるものである。この真空断熱材は、通常は冷凍冷蔵庫の外箱と内箱との間に設置され、真空断熱材の周囲の隙間を埋めるように発泡させたウレタン原液が充填されている。 In recent refrigerator-freezers, vacuum heat insulating materials with high heat insulating performance have been increasingly used to improve energy saving or expand the internal volume. Here, the vacuum heat insulating material is, for example, a glass wool core material and a moisture adsorbent covered with a gas barrier film that blocks gas permeation, and then the inside of the gas barrier film is decompressed, and the ends of the gas barrier film are thermally welded. It is produced. This vacuum heat insulating material is usually installed between the outer box and the inner box of the refrigerator-freezer, and is filled with a urethane stock solution foamed so as to fill a gap around the vacuum heat insulating material.
しかしこのような構成の真空断熱材は、ガスバリアフィルムの表面からの微量なガスの透過、あるいは熱溶着部からのガス侵入等により、真空度の経時劣化が起こるという特性を有する。真空度が劣化すると冷凍冷蔵庫の箱体の断熱性能は低下し、その劣化レベルが大きく低下すると庫内の冷却性能が悪くなり、庫内に保存する食品等の温度が上昇してしまったり、省エネルギー性が悪化したりする。 However, the vacuum heat insulating material having such a configuration has a characteristic that the degree of vacuum is deteriorated with time due to permeation of a small amount of gas from the surface of the gas barrier film or gas intrusion from the heat welded portion. When the degree of vacuum deteriorates, the heat insulation performance of the refrigerator refrigerator box decreases, and when the deterioration level decreases significantly, the cooling performance of the refrigerator deteriorates, and the temperature of food stored in the refrigerator rises, saving energy. Sexuality may deteriorate.
そこで、真空断熱材の表面温度を検出してその表面温度に基づいて真空断熱材の劣化の診断を行い、真空断熱材の劣化を検出した場合には圧縮機の速度運転パターンを変更する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, there is a technology that detects the surface temperature of the vacuum heat insulating material, diagnoses the deterioration of the vacuum heat insulating material based on the surface temperature, and changes the speed operation pattern of the compressor when the deterioration of the vacuum heat insulating material is detected. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の技術では、真空断熱材の表面温度を検出する温度検出装置が真空断熱材と外箱とに挟まれる形で設置されているが、冷凍冷蔵庫を製造する過程でウレタン発泡する際に真空断熱材に圧力がかかり、特に温度検出装置などが設置される場所には局所的に大きな圧力がかかることになる。このため、温度検出装置が設置された部分で真空断熱材のガスバリア性の低下又はガスバリアフィルムの破損が生じたり、また圧力がかかるために温度検出装置の破損が引き起こされたりする可能性がある。
In the technique described in
また、真空断熱材の表面温度を検出する温度検出装置のコストがかかる上、その温度検出装置を設置するための配線処理も複雑になって製造コストも増大する。 In addition, the cost of the temperature detecting device for detecting the surface temperature of the vacuum heat insulating material is increased, and the wiring processing for installing the temperature detecting device is complicated and the manufacturing cost increases.
また、上記のような構成の真空断熱材では、時間的なばらつきはあるもののいずれは劣化するものであり、劣化していると判定された後で断熱性能が回復することはない。したがって、真空断熱材が劣化していると判定された後は温度検出装置の機能(すなわち、劣化判定機能)は不要となる。 Moreover, in the vacuum heat insulating material of the above structures, although there is temporal variation, any of them is deteriorated, and the heat insulating performance is not recovered after it is determined that the heat is deteriorated. Therefore, after it is determined that the vacuum heat insulating material has deteriorated, the function of the temperature detection device (that is, the deterioration determination function) becomes unnecessary.
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、真空断熱材の破損及び製造コストの増大を生じさせることなく、真空断熱材の断熱性能が劣化した場合でも冷却性能を確保することのできる冷凍冷蔵庫を提供するものである。 The present invention has been made against the background of the above problems, and ensures cooling performance even when the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material deteriorates without causing damage to the vacuum heat insulating material and an increase in manufacturing cost. The present invention provides a refrigerator-freezer that can handle the above.
本発明に係る冷凍冷蔵庫は、内部に貯蔵室が形成された本体と、前記本体の壁内に配設された断熱材と、冷凍サイクルの一部を構成し、回転速度が可変の圧縮機と、前記圧縮機を制御する制御部とを備えた冷凍冷蔵庫において、前記制御部は、前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてから第一期間の間は、前記圧縮機の回転速度の上限値を第一速度とし、前記第一期間が経過した後は、前記圧縮機の回転速度の上限値を、前記第一速度よりも大きい第二速度に引き上げ、当該冷凍冷蔵庫に電源投入された後の学習期間中に計測した消費電力量に基づいて基準となる消費電力量を設定し、前記学習期間が終了した後は、当該冷凍冷蔵庫の消費電力量が、前記基準となる消費電力量に対して予め定められた閾値を超えて上昇すると、前記第一期間が経過したと判定し、前記圧縮機の回転速度の上限値を前記第二速度に引き上げるものである。 A refrigerator-freezer according to the present invention includes a main body having a storage chamber formed therein, a heat insulating material disposed in a wall of the main body, a compressor constituting a part of the refrigeration cycle and having a variable rotation speed. And a control unit for controlling the compressor, wherein the control unit sets a first upper limit value of the rotation speed of the compressor during a first period after the refrigerator-freezer is powered on. After the first period has elapsed, the upper limit value of the rotation speed of the compressor is raised to a second speed larger than the first speed, and during the learning period after the refrigerator is turned on Based on the measured power consumption, a reference power consumption is set, and after the learning period ends, the power consumption of the refrigerator-freezer is predetermined with respect to the reference power consumption. The first period has elapsed It determined that, but to raise the upper limit of the rotational speed of the compressor to the second speed.
本発明の冷凍冷蔵庫は、断熱材及び回転速度が可変の圧縮機を備え、冷凍冷蔵庫に電源が投入されてから経過した時間に基づいて、圧縮機の回転速度の上限値を切り替える。冷凍冷蔵庫に電源が投入されてから第一期間の間は、圧縮機を低速側の第一速度の範囲で制御するので、過剰な冷却運転が行われることを抑制することができ、省エネルギー効果を得ることができる。また、冷凍冷蔵庫に電源が投入されてから第一期間が経過した後は、圧縮機の回転速度の上限値を、高速側の第二の速度に引き上げるので、断熱材の断熱性能が劣化した場合でも冷凍冷蔵庫の冷却性能を確保することができる。また、断熱材に温度検出装置を設置する必要がないので、冷凍冷蔵庫の製造コストを低減でき、また断熱材への温度検出装置の設置に伴う断熱材の破損を防ぐことができる。 Refrigerator of the present invention, the cross-sectional heated material and the rotational speed comprises a variable compressor based on the time elapsed since the power to the refrigeration refrigerator turned switches the upper limit of the rotational speed of the compressor. Since the compressor is controlled in the range of the first speed on the low speed side during the first period after the power is supplied to the refrigerator-freezer, it is possible to suppress excessive cooling operation and to save energy. Can be obtained. Further, after the first period has elapsed since power is turned on refrigerator, the upper limit of the rotational speed of the compressor, since pulling the second speed of the high speed side, the heat insulating performance of the cross-sectional heated material is degraded Even in this case, the cooling performance of the refrigerator-freezer can be ensured. Since it is not necessary to provide a temperature sensing device to the sectional heat material, it can reduce the manufacturing cost of the refrigerator-freezer, prevent damage to the accompanied cormorants sectional heated material to the installation of the temperature sensing device to or disconnection heated material it can.
以下、本発明に係る冷凍冷蔵庫の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など)を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものではない。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a refrigerator-freezer according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the form of drawing shown below. Further, in the following description, terms for indicating directions (for example, “up”, “down”, “right”, “left”, “front”, “back”, etc.) are used as appropriate for easy understanding. This is for explanation and these terms do not limit the present invention. Moreover, in each figure, what attached | subjected the same code | symbol is the same or it corresponds, and this is common in the whole text of a specification.
実施の形態1.
(冷凍冷蔵庫の構成)
図1は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の内部の一部を透視した概略正面図である。
図2は、図1のA−A線における概略断面図である。
図3は、図1のB−B線における概略断面図である。
冷凍冷蔵庫100は、前面の開口が扉で覆われた本体101を有し、本体101の内部には貯蔵室が形成されている。本実施の形態1の本体101には、上から順に冷蔵室1、左右並べて配置された製氷室2及び切替室3、冷凍室4、野菜室5という複数の貯蔵室が形成されている。なお、本体101内の貯蔵室の配置及び数は限定されず、例えば製氷室2又は切替室3を設けなくともよい。本体101内の各貯蔵室は、断熱仕切壁6で仕切られている。冷蔵室1の前面には、ヒンジ装置11を介して冷蔵室扉7が取り付けられており、冷蔵室扉7は冷蔵室1の前面の開口を開閉自在に覆う。また、製氷室2、切替室3、冷凍室4、及び野菜室5の前面の開口もそれぞれ、ヒンジ式あるいは引き出し式の扉で覆われる。冷蔵室扉7の表面には、各貯蔵室の設定温度を入力する温度操作パネル8が設けられている。また、本体101の外郭を構成する板金製の外箱58と、本体101の内壁を構成する樹脂製の内箱17との間には、断熱材28が設けられ、本体101の両側面、背面、天井面、及び扉内部の断熱材部分などには、真空断熱材13が設置されている。
(Structure of freezer refrigerator)
FIG. 1 is a schematic front view seen through a part of the inside of the refrigerator-freezer according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3 is a schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG.
The refrigerator-
図2に示すように、冷蔵室1の背面の上部には、冷凍冷蔵庫100に使用されている電気部品の制御を行う制御装置12が収納されている。制御装置12は、制御回路、記憶装置、及び種々の電気部品が基板に実装されて構成されたものである。制御装置12は、冷蔵室1内の温度を検出する冷蔵室温度センサ51、切替室3内の温度を検出する切替室温度センサ52、冷凍室4の温度を検出する冷凍室温度センサ53等から出力される信号を演算処理して温度に変換し、その温度に基づいて各貯蔵室の冷却に関するさまざまな制御を行う。
As shown in FIG. 2, a
本体101の最上部に設けられた冷蔵室1の室内は、例えば樹脂製又はガラス製の棚で上下に区画されている。本実施の形態1では、棚43、棚44、棚45という3個の棚が設けられている。一番下の棚45の下には、小物収納ケース46が設置されている。棚45の下の空間は、棚45よりも上の空間よりも例えば1℃〜2℃程度低い温度に冷却される。これは、冷蔵室1の冷気の戻り口が小物収納ケース46の下に配置されており、低温の冷気は常温の空気よりも浮力が小さいため下方に滞留しやすく、冷蔵室1の下部は若干温度が低目となるからである。
The inside of the
冷蔵室扉7は、冷蔵室1の前面の開口を開閉自在に覆う。本実施の形態1の冷蔵室扉7は、冷蔵室1の前面の開口を二枚の扉で覆う観音開式のものであり、開かれるときの冷蔵室扉7の回動スペースが比較的小さい。なお、冷蔵室1の幅が比較的小さい(例えば60cm未満)場合には、一枚の冷蔵室扉7を設けてもよい。冷蔵室扉7の内面には、複数個のポケット57が取り付けられている。
The
冷蔵室1内の奥部には、棚43、44、45の上下に冷気を分配するコントロールパネル47が設置されている。コントロールパネル47は、冷蔵室1の庫内側の意匠面を構成する概ね板状の樹脂部品48と、樹脂部品48の奥側に設けられ自身の奥側に冷気の通風路となる第一のダクト部50を形成する発泡ダクト部品49とを有する。発泡ダクト部品49には、冷蔵室1の奥下部から第一のダクト部50に流入した冷気を各棚の間の空間に吹き出す風路孔56が形成されている。また、冷蔵室1の奥部の概ね中央位置には、冷蔵室1の温度を検出する冷蔵室温度センサ51が設置されており、冷蔵室温度センサ51は冷蔵室1の内部の平均的な温度を検出している。
A
冷蔵室1の下側には、左右で独立した冷凍温度帯の貯蔵室が形成されており、本体左側に自動製氷機(図示せず)を備えた製氷室2、右側に切替室3が配置されている。左側の製氷室2には、引き出し式の扉に取り付けられこの扉の開閉動作に伴って製氷室2内に出し入れされる製氷室ケース14が設けられている。また、右側の切替室3には、引き出し式の扉に取り付けられこの扉の開閉動作に伴って切替室3内に出し入れされる切替室ケース15が設けられている。
Below the
製氷室2及び切替室3の下側には、冷凍室4が設けられている。冷凍室4内には、例えば1ヶ月ほどの長期保存を目安とした下部大型貯蔵ケース22が収納されており、下部大型貯蔵ケース22のフランジの上には、浅底の上部浅底ケース23が着脱自在に載置されている。
A freezing room 4 is provided below the
冷凍冷蔵庫100の貯蔵室の中で最も下に設置された野菜室5は、冷蔵室1よりもわずかに高温であるが、基本的には冷蔵温度帯に保冷される貯蔵室である。野菜室5には、大きめの野菜などを収納する下部収納ケース29と、下部収納ケース29のフランジの上に載置され、下部収納ケース29よりも浅底で葉物野菜及び小物野菜を保管するのに便利な上部収納ケース30の二つのケースが設けられている。
The
次に、冷凍冷蔵庫100の冷媒回路及び冷気の流れについて説明する。
冷凍冷蔵庫100の冷媒回路は、圧縮機25、凝縮器63、膨張機構としての毛細管(図示せず)、及び冷却器18を備えている。圧縮機25で高温高圧に圧縮された冷媒が、凝縮器63で凝縮し、毛細管で減圧され、冷却器18で蒸発する一般的な冷凍サイクルが構成されており、冷却器18で冷媒が蒸発する際に空気から吸熱して冷気が生成される。ここで、凝縮器63の一例としては、本体101の外箱58の内面(ウレタン側)や内箱17の背面(ウレタン側)等に銅管をアルミテープなどで貼り付けて冷媒を凝縮させるものや、冷凍冷蔵庫100の背面下部の機械室にフィンチューブ式の熱交換器を設置するもの(図示せず)等がある。本実施の形態1では、凝縮器63は、図3に示すように本体101の側壁及び後壁内に設けられた断熱材28の中に埋設されている。なお、冷凍サイクルを構成する各部材の配置は図1〜図3に例示したものに限定されない。
Next, the refrigerant circuit of the refrigerator /
The refrigerant circuit of the refrigerator /
冷凍室4の奥側には、庫内ファン24、冷蔵室用ダンパー装置26、及び切替室用ダンパー装置27が一体に取り付けられたファングリル16が設けられている。ファングリル16は、製氷室2及び切替室3の上部から冷凍室4の下部にわたる範囲に設置されている。
On the far side of the freezer compartment 4 is provided a
ファングリル16の背面と内箱17の内面との間に形成される空間内には、庫内ファン24と、庫内ファン24の上流側に配置された冷却器18と、庫内ファン24の下流側に配置された冷蔵室用ダンパー装置26及び切替室用ダンパー装置27とが設けられている。庫内ファン24が動作すると、冷却器18で冷却された冷気が送出され、各貯蔵室へと供給される。
In the space formed between the back surface of the
本実施の形態1の冷凍冷蔵庫100の圧縮機25の運転及び停止は、冷凍室4の奥のファングリル16の表面に設置された冷凍室温度センサ53の検出温度に基づいて制御される。制御装置12は、冷凍室温度センサ53の検出温度に基づいて圧縮機25を運転又は停止させる。圧縮機25が動作すると冷媒回路内を冷媒が流れ、冷却器18の周囲の空気が冷却されて冷気が生成される。冷却器18で生成された冷気は、庫内ファン24に送出され、各貯蔵室に供給される。制御装置12は、冷蔵室1に設置された冷蔵室温度センサ51から出力される信号に基づいて冷蔵室1の温度を算出し、冷蔵室用ダンパー装置26のバッフルを開閉して冷蔵室1に流入する冷気の量を調節し、冷蔵室1の温度コントロールを行う。冷蔵室用ダンパー装置26を通過した冷気は、冷蔵室1の背面側に形成された第一のダクト部50を通り、発泡ダクト部品49に形成された風路孔56から冷蔵室1内へと供給される。また、制御装置12は、切替室3に設置された切替室温度センサ52から出力される信号に基づいて切替室3の温度を算出し、切替室用ダンパー装置27のバッフルを開閉して切替室3に流入する冷気の量を調節し、切替室3の温度コントロールを行う。
The operation and stop of the
野菜室5の冷却は、本体101の上部に設置される冷蔵室1から冷蔵室戻り風路31を通って冷却器18へと戻る冷気を利用して行われる。具体的には、図1に示すように、冷蔵室戻り風路31は、冷蔵室1から出て切替室3の背面右奥、冷凍室4の背面右奥を通過し、野菜室5の背面右奥において野菜室5内と連通する。さらにこの冷蔵室戻り風路31は、野菜室5の天井部を通過し、野菜室5の中央奥から出て冷却器18が設置された冷却器室へと繋がっている。冷蔵室戻り風路31内を流れる冷気は冷蔵温度帯であるため、冷蔵室戻り風路31と野菜室5との間には断熱構造は必要ないが、冷蔵室戻り風路31と冷却器18との間には着霜による風路閉塞を防止するために断熱構成が必要である(図示せず)。
製氷室2及び冷凍室4にも、冷却器18で生成された冷気が供給される。
The
The
冷却器18の下には、除霜ヒーター19及び排水管20が設けられている。除霜ヒーター19には定期的に通電され、除霜ヒーター19の熱で冷却器18に付着した霜が溶かされて除霜水となる。その除霜水は、内箱17に埋設された排水管20を通り、冷凍冷蔵庫100の背面下部に設けられた圧縮機25の上に設置された蒸発皿21に排出される。
Below the cooler 18, a
(温度操作パネルの構成)
図4は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の温度操作パネルの分解斜視図である。温度操作パネル8には、温度調節の対象となる貯蔵室を選択する貯蔵室選択ボタン54と、温度を入力する温度設定ボタン55とが設けられている。冷蔵室1の温度調節を行う際には、使用者は、貯蔵室選択ボタン54を操作して冷蔵室1を選択し、温度設定ボタン55を押して弱(約6℃)、中(約3℃)、強(約1℃)のいずれかを選択することができる。冷凍室4の温度調節を行う際も同様に、使用者は、貯蔵室選択ボタン54を操作して冷凍室4を選択し、温度設定ボタン55を押して、弱(約−16℃)、中(約−18℃)、強(約−20℃)のいずれかを選択することができる。切替室3については、使用者は、温度設定ボタン55を押すことで、切替室3の温度を2週間程度の冷凍保存に適した約−7℃の弱めの冷凍、1ヶ月程度の冷凍保存に適した約−18℃の通常冷凍の2段階に設定することが可能となっている。
(Configuration of temperature operation panel)
4 is an exploded perspective view of the temperature operation panel of the refrigerator-freezer according to
温度操作パネル8に内蔵された温度操作パネル基板9には、外気温度を検知する外気温度センサ10が設置されている。なお、温度操作パネル8は、意匠性を考慮して冷凍冷蔵庫100の表面ではなく冷蔵室1内に設置されていてもよく、その場合には、例えば冷蔵室扉7の上側のヒンジ装置11に外気温度センサ10を設置してもよい。
On the temperature
(真空断熱材の構成)
図5は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の真空断熱材の概略断面図である。図5に示すように、真空断熱材13は、例えばガラスウール製の芯材59と水分吸着剤60とを、ガスの透過を阻止するガスバリアフィルム61(薄い樹脂製のシートの上に水蒸気の透過を抑制するアルミ箔やアルミを蒸着させたもの)で覆った後に、ガスバリアフィルム61の内部を減圧し、ガスバリアフィルム61の端部を熱溶着したものである。熱溶着されたガスバリアフィルム61の端部を、熱溶着部62と称する。
(Structure of vacuum insulation)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vacuum heat insulating material of the refrigerator-freezer according to
真空断熱材13は、熱漏洩を抑制するために設置されるものであるため、図2、図3に示すように貯蔵室を囲むようにして断熱材28の内部に配置される。この真空断熱材13は、外箱58に直接貼り付けられ、あるいは、外箱58の内面との間にスペーサなどを配置して外箱58からある程度の距離を離して固定されている。そして、真空断熱材13の周囲には、外箱58と内箱17との間の隙間を埋めるようにウレタン原液などが発泡充填されている。
Since the vacuum
(真空断熱材の熱伝導率及び消費電力量の変化)
次に、真空断熱材13の熱伝導率の時間的変化、及び冷凍冷蔵庫100の消費電力量の変化について説明する。図6は、真空断熱材の熱伝導率及び冷凍冷蔵庫の消費電力量の時間的な変化を示すグラフである。図6に例示する真空断熱材13の仕様は、厚さ10mm×縦1500mm×横500mmのガラスウール製の芯材59と水分吸着剤60とを、アルミを蒸着させたPET製の厚さ0.1mmのガスバリアフィルム61で覆い、ガスバリアフィルム61内を減圧し端部を熱溶着したものであり、初期の熱伝導率は0.0024W/mKである。図6に示すグラフにおいて横軸は時間対数軸となっている。図6に示すように、真空断熱材13の仕様構成によっても異なるが、一般的に真空断熱材13の熱伝導率は経年劣化していくことがわかっている。
(Changes in thermal conductivity and power consumption of vacuum insulation)
Next, a temporal change in the thermal conductivity of the vacuum
また図6には、ストロークボリュームが10CCのインバータ制御対応の圧縮機25を機械室に設置した冷凍冷蔵庫100において、冷凍冷蔵庫100の真空断熱材13の熱伝導率の変化を基に算出した消費電力量の経年変化率(計算値)を併せて示している。消費電力量の経年変化率の算出に用いた冷凍冷蔵庫100は、厚さ10mm×縦1500mm×横500mmで初期熱伝導率が0.0024W/mKの真空断熱材13を冷凍冷蔵庫100の両側面に設置し、背面には厚さ15mm×縦1200mm×横500mmで初期熱伝導率が0.024W/mKの真空断熱材13を設置した520Lサイズ(冷蔵室1が271L、冷凍室4が106L、製氷室2が14L、切替室3が35L、野菜室5が95Lで全容量が521L)の冷凍冷蔵庫である。また、図6を算出する際の冷凍冷蔵庫100の運転は、扉の開閉などの負荷を除去した安定的な運転サイクルでの計算値である。
FIG. 6 also shows power consumption calculated based on a change in the thermal conductivity of the vacuum
図6に示すように、使用日数が経過すると消費電力量が大きくなっていく。これは、真空断熱材13の経年劣化に伴って真空断熱材13の熱伝導率が大きくなり、庫外からの熱侵入が大きくなるため、圧縮機25の運転時間が長くなるからである。このように冷凍冷蔵庫100の消費電力は基本的に大きくなっていき、冷却スピードも遅くなる傾向があり、使用開始から10年(=3650日)で消費電力量は105.4%となっている。
As shown in FIG. 6, the amount of power consumption increases as the number of days of use elapses. This is because the heat conductivity of the vacuum
(圧縮機の運転制御)
本実施の形態1の圧縮機25は、インバータを用いた電動機の回転速度制御で冷媒の循環容量を制御するものである。本実施の形態1では、圧縮機25は、回転速度を10段階に切り替えることができる。図7は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度を示す図である。
(Compressor operation control)
The
図7に示すように、圧縮機25の速度は、C1速〜C10速までの10段階に設定されており、C1速〜C7速を第一速度(低速側)、C8速〜C10速を第二速度(高速側)とする。
ここで、本実施の形態1では、最高回転数からその10%程度下の範囲までを高速側の第二速度としている。圧縮機25の速度は、冷媒循環量と比例の関係にあり、また冷凍能力とも比例の関係にあるが、近年の冷蔵庫に使用されるインバータ制御対応の圧縮機は比較的低速側にCOPの極大点があるため、使用初期の省エネルギーのメリットを考慮して、最高回転数の10%程度までを本実施の形態1では第二速度(高速側)として設定しているのである。なお、どの範囲の速度を高速側の第二速度として設定するかは、使用する圧縮機25に応じて調整されるものであり、本実施の形態1の例には限定されない。
As shown in FIG. 7, the speed of the
Here, in the first embodiment, the second speed on the high speed side is set to a range about 10% below the maximum rotational speed. The speed of the
次に、圧縮機25の運転制御について説明する。図8は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度と圧縮機の速度との関係を説明する図である。図8(a)、(b)は、周囲温度が異なる条件での図を示しており、図8(a)は周囲温度が相対的に高い場合の図、図8(b)は周囲温度が相対的に低い場合の図である。
本実施の形態1では、冷凍冷蔵庫100の周囲温度に基づいて圧縮機25の回転数が制御される。圧縮機25を起動する際の初速は、外気温度センサ10で検出された周囲温度に基づいて決定され、図8(a)に示すように周囲温度が高い場合にはC5速で圧縮機25が起動される。また、図8(b)に示すように周囲温度が低い場合にはC1速で圧縮機25が起動される。このように周囲温度に応じて圧縮機25の起動速度を異ならせているのは、周囲温度と庫内温度との差が大きいほど庫内への熱侵入量が大きく冷却負荷も増加するためである。本実施の形態1では、インバータ制御を搭載しており、消費電力量低減のために周囲温度が低い場合には高い場合よりも起動速度を低下させている。
Next, operation control of the
In the first embodiment, the rotational speed of the
圧縮機25の起動及び停止の切替は、冷凍室温度センサ53で検出される温度に基づいて決定される。具体的には、制御装置12は、冷凍室温度センサ53から出力される温度が、予め定められた起動開始温度Tonに達した場合に圧縮機25を起動して冷却運転を開始させる。制御装置12は、冷却運転を継続しながら冷凍室温度センサ53から出力される温度を監視し、冷凍室温度センサ53が検出した温度が停止温度Toff(Toff<Ton)に達したら、圧縮機25を停止させるサイクル運転を行う。また、冷却負荷の増加(例えば、扉の開閉又は貯蔵室内への食材の投入等)により、圧縮機25を動作させて冷却運転を開始してから所定の時間が経過しても、冷凍室温度センサ53の検出温度が停止温度Toffまで低下しない場合には、制御装置12は、予め定められた変速時間が経過する度に圧縮機25の速度を1段階ずつ上げて冷却能力を増大させていく。
Switching between starting and stopping of the
図9は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の各速度における変速時間を示す図である。図9に示す例では、速度を1段階上げるまでの時間である変速時間は、すべて60分としている。すなわち、制御装置12は、ある速度で圧縮機25の運転を開始してから60分が経過すると、圧縮機25の回転速度を1段階上げる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a shift time at each speed of the compressor of the refrigerator-freezer according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 9, the shift time, which is the time until the speed is increased by one step, is all 60 minutes. That is, the
図10は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度の時間的な変化を示す図である。図10では、冷却負荷が同じ条件の場合に、時間の経過に伴って圧縮機25の速度が変化する様子を概念的に示している。
本実施の形態1では、冷却負荷に応じて圧縮機25の速度を上げるのであるが、冷凍冷蔵庫100に電源投入されて冷凍冷蔵庫100の使用を開始してからの所定期間、いわゆる使用の初期段階においては、真空断熱材13の経年劣化の程度も低いために断熱性能は比較的良い。図10に示す例では、冷凍冷蔵庫100に最初に電源を投入した直後は、圧縮機25はC5速での運転を時間T1にわたって行った後に運転を停止している。時間の経過に伴って冷凍冷蔵庫100の断熱性能の劣化が進み、圧縮機25の速度が段階的に上昇するとともに1回あたりの圧縮機25の運転時間(Tn1、Tn2)も長くなるものの、図7に示した圧縮機25の速度のうち第二速度(高速側)を使用しなくとも十分に貯蔵室を冷却できる期間は、第一速度(低速側)の範囲で圧縮機25を制御する。
FIG. 10 is a diagram illustrating a temporal change in the speed of the compressor of the refrigerator-freezer according to
In the first embodiment, the speed of the
時間の経過に伴って真空断熱材13の経年劣化の程度が進んで冷却負荷が大きくなると、圧縮機25の1回あたりの運転時間が長くなり、第一速度(低速側)のうちの最高速度であるC7速での運転時間も長期化し、冷却能力が不足気味になる。そこで本実施の形態1では、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてから期間TLが経過した後は、圧縮機25の上限速度を第二速度(高速側)に引き上げ、冷却能力を確保するようにしている。
When the degree of aging of the vacuum
このように本実施の形態1では、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてから所定の期間TLの間は第二速度を使用せず、所定の期間TLが経過してから第二速度(高速側)の使用を許可することとしている。なお、本実施の形態1の期間TLは、本発明の第一期間に相当する。以下、具体的に説明する。
As described above, in the first embodiment, the second speed is not used during the predetermined period TL after the refrigerator-
図11は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度と圧縮機の速度の時間推移を示す図である。図11では、圧縮機25が起動してから停止するまでの各サイクルを、サイクル201、202、203、204と区別して表記しており、サイクル201及びサイクル202は期間TLが経過する前、サイクル203及びサイクル204は期間TLが経過した後を示している。
FIG. 11 is a diagram showing a time transition of the temperature detected by the freezer temperature sensor of the refrigerator-freezer according to
サイクル201では、圧縮機25はC5速で始動してC7速まで増速し、冷凍室温度センサ53の検出温度が停止温度Toffに達すると、運転を停止している。
サイクル202では、圧縮機25の速度がC7速まで上がった後、例えば扉開閉などの冷却負荷の増加によって冷凍室温度センサ53の検出温度が停止温度Toffに低下するまでの時間がサイクル201よりも長くなっているが、圧縮機25はC7速での運転を継続する。このように、期間TLの間は、圧縮機25の速度は、第一速度(低速側)の範囲内で制御される。
In the
In the
期間TLが経過した後は、圧縮機25の速度の上限値は第二速度(高速側)に引き上げられる。
サイクル203では、真空断熱材13の断熱性能の劣化により、冷凍室温度センサ53が停止温度Toffを検出するまでの速度(冷却速度)が遅くなるが、圧縮機25は第二速度C8速での運転を行い、サイクル202よりも短時間で冷凍室温度センサ53の検出温度は停止温度Toffに達して圧縮機25が停止する。
サイクル204は、サイクル203よりも冷凍冷蔵庫100の冷却負荷が高い状態を示しており、さらに断熱性能も劣化しているため、圧縮機25は第二速度のC9速まで増速した後、運転を停止している。
After the period TL has elapsed, the upper limit value of the speed of the
In the
The
このように、本実施の形態1では、冷凍冷蔵庫100に電源投入された後の使い始めの状態では、圧縮機25の速度の上限値を第一速度(低速側)に抑えて第二速度(高速側)を使用せず、比較的低入力で圧縮機25を運転することができるので、省エネルギー性を高めることができる。また、所定の期間TLが経過した後は、圧縮機25の速度の上限値を第二速度(高速側)まで引き上げ、圧縮機25を第二速度で運転できるようにしているので、真空断熱材13の断熱性能の劣化が生じても冷却能力を大きくすることができ、食品の保存性を保つことができる。
Thus, in this
次に、圧縮機25の速度の上限値を第一速度(低速側)から第二速度(高速側)に引き上げる条件となる期間TLについて、具体例を説明する。
Next, a specific example will be described for the period TL that is a condition for raising the upper limit value of the speed of the
(1)期間TLの具体例:電源投入からの総経過時間
所定の期間TLは、冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されてからの経過時間に基づいて設定することができる。例えば、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてから(つまり、使用者が冷凍冷蔵庫100の使用を開始してから)10年が経過すると、期間TLが経過したと判断することができる。この場合、期間TLの始期は冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されたときであり、期間TLの終期は予め設定された経過時間(例えば10年)が経過したときである。時間の計測は、例えば制御装置12に実装されたタイマ装置を用いて行うことができる。
(1) Specific example of period TL: Total elapsed time from power-on The predetermined period TL can be set based on the elapsed time since the refrigerator-
なお、冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されてからの経過時間は制御装置12の記憶装置に定期的に記憶され、停電又は引っ越し等の際の電源プラグの抜き差しによって冷凍冷蔵庫100への電源供給が一時的に途絶えた場合でも、電源が再度投入されたときに経過時間が積算される。
Note that the elapsed time since the power is first turned on in the
(2)期間TLの具体例:圧縮機25の運転積算時間
所定の期間TLは、冷凍冷蔵庫100に電源が投入されてからの圧縮機25の運転積算時間に基づいて設定することができる。圧縮機25の運転時間は、冷凍冷蔵庫100にかかる負荷状態、例えば周囲温度、扉の開閉回数及び時間、並びに負荷投入などによっても変化するものであるが、圧縮機25の運転が比較的多い(運転率が高い)場合には、高温の冷媒が凝縮器63を通過する頻度が高いといえる。そして、高温の冷媒は、凝縮器63の近くに設置されている真空断熱材13に熱的影響を及ぼし、ガスバリアフィルム61の表面や端部の熱溶着部62からのガス透過が多くなり、真空断熱材13の断熱性能の劣化が促進されると考えられる。このため、圧縮機25の運転時間の積算時間は、真空断熱材13の経年劣化の状態を示す指標の一つであるといえ、圧縮機25の運転時間の積算時間に基づいて真空断熱材13の劣化を判定することができる。
(2) Specific Example of Period TL: Integrated Operation Time of
例えば、冷凍冷蔵庫100に電源を投入してからの積算時間3650日に対して圧縮機25の年間平均運転率(例えば80%)を乗じた2920日を、圧縮機25の運転積算時間の閾値として設定する。そして、圧縮機25の運転積算時間が、この運転積算時間の閾値を超えた場合に、期間TLが経過したと判定して、圧縮機25の回転速度の上限値を引き上げて第二速度(高速側)が使用できるようにする。この場合、期間TLの始期は冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されたときであり、期間TLの終期は圧縮機25の運転積算時間が予め設定された時間を経過したときである。
For example, 2920 days obtained by multiplying the accumulated time 3650 days since the power supply to the
なお、圧縮機25の運転積算時間は制御装置12の記憶装置に定期的に記憶され、停電又は引っ越し等の際の電源プラグの抜き差しによって冷凍冷蔵庫100への電源供給が一時的に途絶えた場合でも、電源が再度投入されたときに圧縮機25の運転積算時間は継続して計測される。
The accumulated operation time of the
(3)期間TLの具体例:冷凍冷蔵庫100の消費電力量の変化
冷凍冷蔵庫100の消費電力量の変化に基づいて期間TLの経過の有無を判定し、圧縮機25の回転速度の上限値の引き上げタイミングを決定してもよい。前述のように、真空断熱材13の経年劣化に伴って圧縮機25の運転時間が長期化し、圧縮機25の運転時間の長期化に伴って冷凍冷蔵庫100の消費電力量も増加するため、消費電力量の変化率を真空断熱材13の劣化度合いの指標と捉えることができる。そこで、制御装置12は、所定の学習期間にわたって冷凍冷蔵庫100の消費電力量を計測してこれを基準値とし、この基準値からの消費電力量の変化に基づいて、圧縮機25の回転速度の上限を引き上げる。以下、具体的に説明する。
(3) Specific Example of Period TL: Change in Power Consumption of
図12は、一般的な家庭用の冷凍冷蔵庫の1日の消費電力の変動の一例を示す図である。図12に示すように、冷凍冷蔵庫の消費電力量は、使用条件、特に扉開閉時の庫内への外気侵入で大きく変動し、例えば使用者が調理等を行う朝、昼、夕方の時間帯は冷凍冷蔵庫への入力電力の変動が大きく、夜間は扉の開閉があまり行われないために比較的に入力電力の波形が安定する。
そこで、1日の中で扉開閉が比較的少なく周囲温度も安定した時間帯(例えば深夜間など)における、圧縮機25の起動から停止を含み次に起動するまでの運転サイクルの電力量を、数サイクル分平均して制御装置12内の図示しない記憶装置に記憶する。また、その際の平均周囲温度も併せて制御装置12内の記憶装置に記憶する。なお、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてから2日間程度は庫内への負荷投入などで庫内温度が安定しないため、例えば3日目から消費電力量と周囲温度の計測を行う。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of fluctuations in the daily power consumption of a general household refrigerator-freezer. As shown in FIG. 12, the power consumption of the refrigerator / freezer fluctuates greatly due to the use conditions, particularly the outside air intrusion into the cabinet when the door is opened / closed. For example, the morning, noon, and evening hours when the user cooks The fluctuation of the input power to the refrigerator / freezer is large and the door is not opened and closed very much at night, so the waveform of the input power is relatively stable.
Therefore, the amount of electric power in the operation cycle from the start to the stop of the
そして、15日間を1ブロックとして、扉開閉のない時間帯での1ブロックずつの消費電力量の平均値及び周囲温度の平均値を、1年間計測し(データ数は24ブロック分となる)、これを初期電力量として制御装置12に設けられた図示しない記憶装置に記憶する。制御装置12は、その計測結果に基づいて、冷凍冷蔵庫の消費電力量と周囲温度との関係を算出する。なお、冷凍冷蔵庫100の消費電力量は、制御装置12に設置された電力計(図示せず)にて計測される。
Then, with 15 days as one block, the average value of power consumption and the average value of the ambient temperature for each block in a time zone without door opening and closing are measured for one year (the number of data is 24 blocks), This is stored as an initial power amount in a storage device (not shown) provided in the
図13は、冷凍冷蔵庫の消費電力量と周囲温度との関係の一例を示すグラフである。図13に示すグラフ210は、1年間の学習期間にわたって冷凍冷蔵庫100の消費電力量と周囲温度とを計測した結果に基づいて算出された、周囲温度と消費電力量との関係を示すものであり、消費電力量の変化を判定する際の基準となる。学習期間を1年間とし、この学習期間を15日ずつのブロック(単位期間)に分けてブロックごとに消費電力量と周囲温度を計測することで、周囲温度と消費電力量との関係を把握することができる。学習期間を1年間とすることで、季節に応じて変化しうる周囲温度と消費電力量との関係を把握することができる。
FIG. 13 is a graph showing an example of the relationship between the power consumption of the refrigerator-freezer and the ambient temperature. A
冷凍冷蔵庫100の使用2年目以降においては、制御装置12は、1日の中で扉開閉が少なく周囲温度も安定した時間帯(例えば深夜間など)に、消費電力量と周囲温度とを定期的に計測し、その計測結果と基準となるグラフ210とを比較する。図13に示すグラフ211は、冷凍冷蔵庫100の使用2年目以降のグラフ、グラフ212はグラフ211よりも使用年数が経過した状態のグラフであり、使用年数の経過に伴って同じ周囲温度の条件下における消費電力量が増加していくことが分かる。制御装置12は、定期的に計測した消費電力量と、基準となるグラフ210における消費電力量とを比較し、その変化率が所定の値(例えば+5%)となると、その次の圧縮機25の運転から、圧縮機25の回転速度の上限値を第二速度(高速側)に引き上げる。この場合、期間TLの始期は冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されたときであり、期間TLの終期は冷凍冷蔵庫100の消費電力量が基準値に対して予め設定された閾値を超えて増加したときである。
After the second year of use of the refrigerator-
次に、このような冷凍冷蔵庫100の運転を実現する制御フローチャートの一例を説明する。図14は、実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の制御フローチャートの一例を示す図である。図14にしたがって、制御装置12の制御動作を説明する。
Next, an example of a control flowchart for realizing the operation of the refrigerator-
(ステップS1)
冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入される。
(ステップS2)
制御装置12は、圧縮機25の運転速度について第一速度(低速側)を使用可能とし、第二速度は(高速側)は使用禁止とする。
(Step S1)
The
(Step S2)
The
(ステップS3)
制御装置12は、初回の電源投入(ステップS1)から2日経過したか否かを判定し、2日経過すると次のステップS4へ進む。なお、経過時間の計測は、制御装置12に実装された図示しないタイマ装置が行う。
(ステップS4)
制御装置12は、圧縮機25を起動してから停止するまでの冷却運転中に、所定時間tにわたって扉の開閉がなかったか否かを判定し、所定時間tにわたって扉の開閉がなかった場合には(S4;Yes)、次のステップS5に進む。扉の開閉状態の検出は、貯蔵室の扉の開閉状態を検知する例えばリミットスイッチ等の扉開閉検知手段が行う。このステップS4を実行する時間帯は、扉の開閉が少なく周囲温度の変動も比較的小さい時間帯(例えば深夜間)が望ましい。なお、冷却運転中に扉の開閉が無い時間が所定時間tに満たなかった場合には(S4;No)、制御装置12は、次の冷却運転のタイミングまで待機する。
(Step S3)
The
(Step S4)
The
(ステップS5)
制御装置12は、所定時間tの消費電力量を記録する。消費電力量の計測は、制御装置12に実装された図示しない電力計が行い、計測された消費電力量は制御装置12に実装された図示しない記憶装置が記憶する。
(ステップS6)
制御装置12は、所定時間tの周囲温度を記録する。周囲温度の計測は、外気温度センサ10が行い、計測された周囲温度は制御装置12に実装された図示しない記憶装置が記憶する。
(Step S5)
The
(Step S6)
The
(ステップS7)
制御装置12は、ステップS4〜ステップS6の処理を15日間(1ブロック)にわたって実行し、15日間が経過すると、次のステップS8に進む。
(Step S7)
The
(ステップS8)
制御装置12は、ステップS5で記録した15日間(1ブロック)分の消費電力量を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。
(ステップS9)
制御装置12は、ステップS6で記録した15日間(1ブロック)分の周囲温度を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。
(Step S8)
The
(Step S9)
The
(ステップS10)
制御装置12は、ステップS4〜ステップS9の処理を1年間(24ブロック)にわたって実行し、1年間が経過すると、次のステップS11に進む。
(Step S10)
The
(ステップS11)
制御装置12は、1年間(24ブロック)にわたって計測した消費電力量と周囲温度に基づいて、周囲温度と消費電力量との関係(基準線)を設定する。
(Step S11)
The
(ステップS12)
ステップS12以降は、冷凍冷蔵庫100に初めて電源を投入してから2年目以降の運転である。制御装置12は、圧縮機25を起動してから停止するまでの冷却運転中に、所定時間tにわたって扉の開閉がなかったか否かを判定し、所定時間tにわたって扉の開閉がなかった場合には(S12;Yes)、次のステップS13に進む。扉の開閉状態の検出は、貯蔵室の扉の開閉状態を検知する例えばリミットスイッチ等の扉開閉検知手段が行う。このステップS12を実行する時間帯は、扉の開閉が少なく周囲温度の変動も比較的小さい時間帯(例えば深夜間)が望ましい。なお、冷却運転中に扉の開閉が無い時間が所定時間tに満たなかった場合には(S12;No)、制御装置12は、次の冷却運転のタイミングまで待機する。
(Step S12)
Steps S12 and after are operations for the second and subsequent years after the
(ステップS13)
制御装置12は、所定時間tの消費電力量を記録する。消費電力量の計測は、制御装置12に実装された図示しない電力計が行い、計測された消費電力量は制御装置12に実装された図示しない記憶装置が記憶する。
(ステップS14)
制御装置12は、所定時間tの周囲温度を記録する。周囲温度の計測は、外気温度センサ10が行い、計測された周囲温度は制御装置12に実装された図示しない記憶装置が記憶する。
(Step S13)
The
(Step S14)
The
(ステップS15)
制御装置12は、ステップS12〜ステップS14の処理を15日間(1ブロック)にわたって実行し、15日間が経過すると、次のステップS16に進む。
(Step S15)
The
(ステップS16)
制御装置12は、ステップS13で記録した15日間(1ブロック)分の消費電力量を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。
(ステップS17)
制御装置12は、ステップS14で記録した15日間(1ブロック)分の周囲温度を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。
(Step S16)
The
(Step S17)
The
(ステップS18)
制御装置12は、ステップS16で算出した消費電力量と、ステップS17で算出した周囲温度と同じ温度帯における消費電力量の基準線(S11)とを比較し、ステップS16の消費電力量が基準線に対して所定の閾値(例えば105%)を超えているか否かを判定する。ステップS16で算出した消費電力量が基準線に対して所定の閾値(例えば105%)を超えていれば(S18;Yes)、制御装置12は、次のステップS19に進む。
(Step S18)
The
(ステップS19)
制御装置12は、圧縮機25の速度の上限値を、第二速度(高速側)に引き上げる。これ以降は、第二速度(高速側)まで圧縮機25の増速が許可され、前述のとおり圧縮機25の回転速度は冷凍室温度センサ53の検出温度に基づいて制御される。なお、ステップS18において消費電力量が基準線に対して所定の閾値(例えば105%)を超えていない場合は(S18;No)、圧縮機25の速度の上限値は第一速度(低速側)のまま維持される。
(Step S19)
The
このように、冷凍冷蔵庫100の消費電力量の変化を監視し、消費電力量の変化率に基づいて第二速度(高速側)を使用するか否かを判定することで、実際の真空断熱材13の劣化度合いに応じた圧縮機25の回転速度の上限値の切り替えを行うことができる。ここで示した消費電力量の変化率に基づく圧縮機25の回転速度の上限値の切り替え制御は、前述した(1)電源投入からの経過時間に基づく期間TLの経過判定、及び(2)圧縮機25の運転時間の積算値に基づく期間TLの経過判定、のいずれかと組み合わせることもできる。
Thus, the actual vacuum heat insulating material is determined by monitoring the change in the power consumption of the refrigerator-
以上のように本実施の形態1では、真空断熱材13が搭載され、圧縮機25の速度が複数段階に切り替え可能な冷凍冷蔵庫100において、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてからの所定の期間TLの間は、圧縮機25は高速側の第二速度を使用せず低速側の第一速度を使用し、所定の期間TLが経過すると圧縮機25の回転速度の上限値を引き上げて第二速度を使用できるようにした。このため、真空断熱材13が劣化しても冷凍冷蔵庫100の冷却性能を確保することができる。また、特許文献1に記載されるような真空断熱材13の温度を検知する温度検出装置を用いる必要がないため、冷凍冷蔵庫100の製造コストを低下させることができ、また、真空断熱材13の近傍に温度検出装置を設置することによる真空断熱材13の破損も防ぐことができる。
As described above, in the first embodiment, in the refrigerator-
また、所定の期間TLを過ぎたところから圧縮機25の回転速度の上限値を第二速度に引き上げており、第二速度のC8速〜C10速での運転頻度が高くなると、冷凍冷蔵庫100の運転音も大きくなる。このため使用者は、冷凍冷蔵庫100の冷却性能が悪化して食品等の保存性の悪化を感じる前に、冷凍冷蔵庫100の運転音に基づいて、冷凍冷蔵庫100の劣化を早めに認識することができる。
Further, the upper limit value of the rotational speed of the
実施の形態2.
前述の実施の形態1では、冷凍冷蔵庫100に電源投入してから所定の期間TLが経過すると、圧縮機25の回転速度の上限値を上げて第二速度(高速側)を使用できるようにした。本実施の形態2では、冷凍冷蔵庫100に電源投入してから所定の期間TLが経過すると、圧縮機25の回転速度の上限値を上げることに加え、圧縮機25の速度を1段階上げるまでの時間である変速時間を短くする。本実施の形態2では、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
In the first embodiment described above, the upper limit value of the rotational speed of the
図15は、実施の形態2に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度の時間推移を説明する図である。また、図16は、実施の形態2に係る圧縮機の所定の期間TLが経過する前と後での変速時間の違いを説明する図である。
図15、図16に示すように、冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されてから所定の期間TLの間は、制御装置12は、圧縮機25の変速時間を60分とする。すなわち、制御装置12は、ある速度で圧縮機25の運転を開始してから60分が経過すると、圧縮機25の回転速度を1段階上げる。
冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されてから期間TLが経過すると、制御装置12は、圧縮機25の変速時間を、期間TLが経過する前よりも短くして30分とする。すなわち、制御装置12は、ある速度で圧縮機25の運転を開始してから30分が経過すると、圧縮機25の回転速度を1段階上げる。
FIG. 15 is a diagram for explaining the time transition of the speed of the compressor of the refrigerator-freezer according to the second embodiment. FIG. 16 is a diagram for explaining a difference in shift time before and after a predetermined period TL of the compressor according to
As shown in FIGS. 15 and 16, the
When the period TL elapses after the refrigerator-
なお、圧縮機25の運転及び停止の切り替えを冷凍室温度センサ53の検出温度に基づいて行う点、及び期間TLが経過した後は圧縮機25の回転速度の上限値を第二速度まで引き上げる点は、実施の形態1と同様である。
また、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてからの経過時間、圧縮機25の運転積算時間、冷凍冷蔵庫100の消費電力量に基づいて期間TLを設定することができる点も、実施の形態1と同様である。
また、実施の形態1と同様に、冷凍冷蔵庫100の消費電力量の変化に基づいて、圧縮機25の変速時間を短くするタイミングを決定してもよい。
Note that switching between operation and stop of the
Moreover, the point which can set period TL based on the elapsed time after power-on to the refrigerator-
Similarly to the first embodiment, the timing for shortening the shift time of the
このように本実施の形態2では、冷凍冷蔵庫100に初めて電源投入されてから期間TLが経過すると、圧縮機25の変速時間を短縮化する。したがって、期間TLが経過した後の圧縮機25の冷却能力は、期間TLの間の圧縮機25の冷却能力よりも早く上昇するため、真空断熱材13の断熱性能が劣化しても必要な冷却性能を確保することができる。実施の形態1と実施の形態2とを組み合わせることで、真空断熱材13の断熱性能が劣化した場合に冷却性能を確保する効果を高めることができる。
As described above, in the second embodiment, when the period TL elapses from when the refrigerator-
実施の形態3.
前述の実施の形態1では、冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入されてから期間TLが経過する前と後とで、圧縮機25の速度の上限値を切り替えることを説明した。本実施の形態3では、冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入されてから期間TLが経過する前と後とで、庫内ファン24の回転速度の上限値を切り替える動作例を説明する。なお、本実施の形態3では、実施の形態1、2との相違点を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment described above, switching of the upper limit value of the speed of the
冷凍冷蔵庫100の冷却能力を上げるためには、圧縮機25の回転速度(容量)を上げる以外に、庫内ファン24の送風量を増やすことも有効な手段の一つである。冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入されてから期間TLが経過するまでは、前述のとおり真空断熱材13の劣化度合いも比較的小さく、庫内ファン24の送風量がある程度低くても十分に貯蔵室内を冷却することができる。
In order to increase the cooling capacity of the refrigerator /
そこで、本実施の形態3では、冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入されてから期間TLが経過する前と後とで庫内ファン24の回転速度の上限値を切り替え、期間TLが経過した後は庫内ファン24の回転速度の上限値を引き上げる。
Therefore, in the third embodiment, the upper limit value of the rotation speed of the
図17は、実施の形態3に係る冷凍冷蔵庫の冷却ファンの回転速度の一例を示す図である。図17に示すように、本実施の形態3の庫内ファン24は、F1速〜F10速の10段階に回転速度が切り替えられる。F1速〜F7速を第一速度(低速側)、F8速〜F10速を第二速度(高速側)とする。なお、本発明の庫内ファンの第三速度は、本実施の形態3では第一速度(低速側)に相当し、本発明の庫内ファンの第四速度は、第二速度(高速側)に相当する。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the rotation speed of the cooling fan of the refrigerator-freezer according to the third embodiment. As shown in FIG. 17, the
制御装置12は、庫内ファン24の回転速度を、圧縮機25の回転速度と連動させて制御する。具体的には例えば、圧縮機25をC1速で運転する際には、庫内ファン24の回転速度をF1速とし、圧縮機25をC5速で運転する際には、庫内ファン24の回転速度をF5速とする。
The
図18は、実施の形態3に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度、圧縮機の速度、及び庫内ファンの回転速度の時間推移を示す図である。図18では、圧縮機25が起動してから停止するまでの各サイクルを、サイクル301、302、303、304と区別して表記しており、サイクル301及びサイクル302は期間TLを経過する前、サイクル303及びサイクル304は期間TLを経過した後を示している。
FIG. 18 is a diagram showing time transitions of the detected temperature of the freezer temperature sensor of the refrigerator-freezer according to Embodiment 3, the speed of the compressor, and the rotation speed of the internal fan. In FIG. 18, each cycle from when the
サイクル301では、圧縮機25はC5速で始動してC7速まで増速し、圧縮機25の増速に連動して庫内ファン24の回転速度もF5速からF7速まで増速している。冷凍室温度センサ53の検出温度が停止温度Toffに達すると、圧縮機25及び庫内ファン24は運転を停止している。
サイクル302では、圧縮機25の速度がC7速まで上がった後、例えば扉開閉などの負荷の増加によって冷凍室温度センサ53の検出温度が停止温度Toffに低下するまでの時間がサイクル301よりも長くなっているが、圧縮機25はC7速での運転を継続するとともに庫内ファン24はF7速での運転を継続する。このように、期間TLの間は、庫内ファン24の速度は、第一速度(低速側)の範囲内で制御される。
In
In the
所定の期間TLが経過した後は、圧縮機25の速度の上限値は第二速度(高速側)に引き上げられ、かつ庫内ファン24の速度の上限値も第二速度(高速側)に引き上げられる。
サイクル303では、真空断熱材13の断熱性能の劣化により、冷凍室温度センサ53が停止温度Toffを検出するまでの速度(冷却速度)が遅くなるが、圧縮機25は第二速度C8速での運転を行うとともに庫内ファン24は第二速度F8速で運転を行い、サイクル302よりも短時間で冷凍室温度センサ53の検出温度は停止温度Toffに達すると、圧縮機25及び庫内ファン24は運転を停止する。
サイクル304は、サイクル303よりも冷凍冷蔵庫100の冷却負荷が高い状態を示しており、さらに断熱性能も劣化しているため、圧縮機25は第二速度のC9速まで増速するとともに庫内ファン24は第二速度のF9速まで増速し、その後運転を停止している。
After the predetermined period TL has elapsed, the upper limit value of the speed of the
In the
The
以上のように本実施の形態3では、真空断熱材13が搭載され、圧縮機25の速度が複数段階に切り替え可能な冷凍冷蔵庫100において、冷凍冷蔵庫100に電源投入されてから所定の期間TLの間は庫内ファン24の高速側の第二速度を使用せず低速側の第一速度を使用し、所定の期間TLが経過すると庫内ファン24の回転速度の上限値を引き上げて第二速度を使用できるようにした。このため、真空断熱材13が劣化しても冷凍冷蔵庫100の冷却性能を確保することができる。また、特許文献1に記載されるような真空断熱材13の温度を検知する温度検出装置を用いる必要がないため、冷凍冷蔵庫100の製造コストを低下させることができ、また、真空断熱材13の近傍に温度検出装置を設置することによる真空断熱材13の破損も防ぐことができる。
As described above, in the third embodiment, in the refrigerator-
また所定の期間TLを過ぎたところから庫内ファン24の回転速度の上限値を高速側の第二速度に引き上げており、第二速度のF8速〜F10速の出現頻度が高くなると、庫内ファン24の風切り音も大きくなる。このため使用者は、冷凍冷蔵庫100の冷却性能が悪化して食品等の保存性の悪化を感じる前に、庫内ファン24の風切り音に基づいて、冷凍冷蔵庫100の劣化を早めに認識することができる。
Further, when the upper limit value of the rotational speed of the
なお、実施の形態3においても実施の形態2と同様にして、圧縮機25及び庫内ファン24の変速時間を所定の期間TLの経過の前後で異ならせてもよく、実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
In the third embodiment, as in the second embodiment, the shifting time of the
また、本実施の形態3では、冷凍冷蔵庫100の冷却能力を調整する手段として、圧縮機25の回転速度及び庫内ファン24の回転速度の両方を制御することを説明したが、庫内ファン24の回転速度のみを段階的に増速させて冷却能力を調整することもできる。その場合、所定の期間TLは、冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入されてからの総経過時間に基づいて定められる。具体的には、冷凍冷蔵庫100に初めて電源が投入されてからの総経過時間が、予め設定された閾値に到達すると、制御装置12は、所定の期間TLが経過したと判断して庫内ファン24の回転速度の上限値を第二速度(高速側)に引き上げる。
In the third embodiment, as the means for adjusting the cooling capacity of the
また、本実施の形態3では、圧縮機25と庫内ファン24の回転速度をともに10段階に切り替え可能とし、両者の変速タイミングを連動させることを説明し、このようにすることで制御装置12の制御シーケンスを簡易化することができる。しかし、圧縮機25と庫内ファン24の速度の段階数を異ならせてもよく、また、圧縮機25の変速タイミングと庫内ファン24の変速タイミングとを異ならせてもよい。
Further, in the third embodiment, it is explained that both the rotation speeds of the
1 冷蔵室、2 製氷室、3 切替室、4 冷凍室、5 野菜室、6 断熱仕切壁、7 冷蔵室扉、8 温度操作パネル、9 温度操作パネル基板、10 外気温度センサ、11 ヒンジ装置、12 制御装置、13 真空断熱材、14 製氷室ケース、15 切替室ケース、16 ファングリル、17 内箱、18 冷却器、19 除霜ヒーター、20 排水管、21 蒸発皿、22 下部大型貯蔵ケース、23 上部浅底ケース、24 庫内ファン、25 圧縮機、26 冷蔵室用ダンパー装置、27 切替室用ダンパー装置、28 断熱材、29 下部収納ケース、30 上部収納ケース、31 冷蔵室戻り風路、43 棚、44 棚、45 棚、46 小物収納ケース、47 コントロールパネル、48 樹脂部品、49 発泡ダクト部品、50 第一のダクト部、51 冷蔵室温度センサ、52 切替室温度センサ、53 冷凍室温度センサ、54 貯蔵室選択ボタン、55 温度設定ボタン、56 風路孔、57 ポケット、58 外箱、59 芯材、60 水分吸着剤、61 ガスバリアフィルム、62 熱溶着部、63 凝縮器、100 冷凍冷蔵庫、101 本体。 1 cold storage room, 2 ice making room, 3 switching room, 4 freezer room, 5 vegetable room, 6 heat insulation partition wall, 7 cold room door, 8 temperature operation panel, 9 temperature operation panel substrate, 10 outside air temperature sensor, 11 hinge device, 12 control device, 13 vacuum heat insulating material, 14 ice making case, 15 switching room case, 16 fan grill, 17 inner box, 18 cooler, 19 defrost heater, 20 drain pipe, 21 evaporating dish, 22 lower large storage case, 23 Upper shallow case, 24 Fan inside, 25 Compressor, 26 Damper device for refrigeration room, 27 Damper device for switching room, 28 Heat insulation material, 29 Lower storage case, 30 Upper storage case, 31 Refrigeration room return air path, 43 shelves, 44 shelves, 45 shelves, 46 accessory storage case, 47 control panel, 48 resin parts, 49 foam duct parts, 50 first duct , 51 refrigerator compartment temperature sensor, 52 switching room temperature sensor, 53 freezer compartment temperature sensor, 54 storage room selection button, 55 temperature setting button, 56 air channel hole, 57 pocket, 58 outer box, 59 core material, 60 moisture adsorbent 61 gas barrier film, 62 heat welding part, 63 condenser, 100 refrigerator-freezer, 101 main body.
Claims (7)
前記本体の壁内に配設された断熱材と、
冷凍サイクルの一部を構成し、回転速度が可変の圧縮機と、
前記圧縮機を制御する制御部とを備えた冷凍冷蔵庫において、
前記制御部は、
前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてから第一期間の間は、前記圧縮機の回転速度の上限値を第一速度とし、前記第一期間が経過した後は、前記圧縮機の回転速度の上限値を、前記第一速度よりも大きい第二速度に引き上げ、
当該冷凍冷蔵庫に電源投入された後の学習期間中に計測した消費電力量に基づいて基準となる消費電力量を設定し、前記学習期間が終了した後は、当該冷凍冷蔵庫の消費電力量が、前記基準となる消費電力量に対して予め定められた閾値を超えて上昇すると、前記第一期間が経過したと判定し、前記圧縮機の回転速度の上限値を前記第二速度に引き上げる
ことを特徴とする冷凍冷蔵庫。 A main body having a storage chamber formed therein;
A heat insulating material disposed in the wall of the main body;
A compressor that forms part of the refrigeration cycle and has a variable rotational speed;
In the refrigerator-freezer provided with the control part which controls the compressor,
The controller is
During the first period after the refrigerator is turned on, the upper limit value of the rotation speed of the compressor is set as the first speed, and after the first period, the upper limit value of the rotation speed of the compressor. To a second speed greater than the first speed ,
Set a reference power consumption based on the power consumption measured during the learning period after the refrigerator is turned on, and after the learning period ends, the power consumption of the refrigerator-freezer When it rises above a predetermined threshold with respect to the reference power consumption, it is determined that the first period has elapsed, and the upper limit value of the rotational speed of the compressor is increased to the second speed. A featured refrigerator-freezer.
前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてからの経過時間に基づいて定められる期間である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷凍冷蔵庫。 The first period is
3. The refrigerator-freezer according to claim 1, wherein the refrigerator-freezer is a period determined based on an elapsed time since the power is supplied to the refrigerator-freezer.
前記制御部は、
一年の前記学習期間を複数の単位期間に分けてその単位期間ごとに、前記基準となる消費電力量及び前記外気温度検出手段が検出した外気温度に基づく基準外気温度を記憶しており、
前記学習期間が終了した後は、当該冷凍冷蔵庫の消費電力量が、現在の外気温度と同じ温度帯の前記基準外気温度の単位期間における前記基準となる消費電力量に対して予め定められた閾値を超えて上昇すると、前記第一期間が経過したと判定し、前記圧縮機の回転速度の上限値を前記第二速度に引き上げる
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。 An outside temperature detecting means for detecting outside temperature is provided,
The controller is
The learning period of one year is divided into a plurality of unit periods, and for each unit period, the reference power consumption and the reference outside air temperature based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means are stored,
After the learning period is over, the power consumption of the refrigerator-freezer is a threshold that is predetermined for the reference power consumption in the unit period of the reference outside air temperature in the same temperature range as the current outside air temperature. When rises above, the determining that the first period has elapsed, refrigerator of claim 1, wherein the upper limit of the rotational speed of the compressor, characterized in that raising to the second speed.
前記圧縮機の運転積算時間に基づいて定められる時間である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷凍冷蔵庫。 The first period is
The refrigerator-freezer according to claim 1 or 2, wherein the time is determined based on an integrated operation time of the compressor.
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵庫。 The control unit performs control to increase the rotational speed of the compressor in a stepwise manner after starting the compressor, and after the first period has elapsed, until the rotational speed of the compressor is increased. refrigerator according to any one of claims 1 to 5 the shift time is a time characterized by shorter than the first period.
前記制御部は、
前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてから前記第一期間の間は、前記送風機の回転速度の上限値を第三速度とし、前記第一期間が経過した後は、前記送風機の回転速度の上限値を、前記第三速度よりも大きい第四速度に引き上げる
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵庫。 Controlled by the control unit, and equipped with a blower having a variable rotation speed for blowing cool air into the storage chamber,
The controller is
The upper limit value of the rotational speed of the blower is set to the third speed during the first period after the refrigerator is turned on, and the upper limit value of the rotational speed of the blower is set after the first period has elapsed. It raises to 4th speed larger than said 3rd speed. The refrigerator-freezer as described in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
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